透射式气象光学视程测量设备研制前景探讨

气象光学视程与交通安全紧密相关,国际民航组织规定能见度是制订机场运行最低标准的主要依据之一。根据国务院办公厅2016-05发布的《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》,2020年前后,我国民用航空部门对跑道视程自动化观测设备及配套质量监督检验技术体系存在巨大而迫切的跨行业、跨部门应用需求。透射式气象光学视程测量仪器研发的难点包括光源稳定技术、弱光信号测量、光学镜头污染控制与补偿。研制透射式气象光学视程观测设备,有助于逐步建立我国能见度测量仪器质量检测和计量检定体系,从而提升航空气象服务保障能力。

对能见度、光学视程和跑道视程的理解

自1985年首都机场跑道视程(RVR)正式投入运行以来,我国已经引进40多套自动气象观测系统(其中包含RVR探测设备),在飞行气象中服务中发挥了重要作用,但在应用中对其理解也存在一些值得探讨的地方,因此,想就几个有关联的问题与同行和使用部门共同商榷。

LT31与FS11P气象光学视程探测性能对比分析

引言 根据民航气象行业规范《民用航空机场气象台建设指南》，大气透射仪和前向散射仪均可作为探测气象光学视程（以下简称为MOR）的自动观测传感器，两者在我国民航机场中均有广泛的使用。枢纽机场和干线机场的自动观测系统配备大气透射仪的较多，其中多数机场还配备了带有天气现象功能的前向散射仪作为天气现象传感器。

精确测算夜间机场跑道视程的方法研究

针对机场夜间跑道视程难以精确测量问题,提出了一种在合适距离处架设标准光源,通过人工观测出最小可发现的灯光强度,然后迭代计算出夜间跑道视程值的新方法。相比于现有方法,新方法的精细化程度显著提高,且较好地逼近了真值,仿真实验验证了方法的可靠性。

MIDAS_Ⅳ系统中跑道视程RVR算法分析

介绍了气象能见度、气象光学视程MOR及跑道视程RVR的由来以及它们之间的相互关系,对如何计算MIDAS_Ⅳ系统中的跑道视程RVR进行了深入分析和实例解释。

近距平行跑道能见度仪器互为备份可行性分析

为了解决近距离平行跑道能见度传感器数据的备份问题,文章通过配对t检验法对近距平行跑道能见度测量仪器互为备份的可行性进行研究。实验表明,针对近距平行跑道相应位置的跑道视程,能见度传感器可互为备份,而针对近距平行跑道相应位置的气象光学视程,能见度传感器不可互为备份。研究结果可为航空气象工作提供支持。

不同大气环境下机场能见度仪的数据对比

文章介绍了应用于机场的大气透射仪与前向散射仪的构成与测量原理,对其各自的性能进行分析。通过安装在大兴机场35L跑道端大气透射仪与前向散射仪的数据资料,分析两种能见度仪与在不同大气环境(雾、扬沙、降水、降雪)下的数据对比,以此得出结论:大气透射仪的数据更加准确可靠,前向散射仪在雾天气下表现良好,两者互备能力强;在降水、降雪、风沙天气下前向散射仪测量结果失真,大气透射仪提供的数据更值得关注。 。

前散式和透射式能见度仪的数据对比与应用

通过对比安装在乌鲁木齐机场的前散式和透射式能见度仪一年内测量能见度数据的表现情况,认为在高能见度条件下前散式能见度仪更具测量优势,反映出的能见度数值更接近实际,而在低能见度条件下透射式能见度仪更为稳定及准确,计算出的跑道视程更有利于民航用户使用。结合运行实际对两种能见度仪展开故障排查分析,总结外界环境对能见度数据测量可靠性的影响,探讨不同能见度仪在民航气象数据探测工作中的合理应用。

图像法大气能见度探测成像模糊复原

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是新兴的一种方法,但图像在成像和传输过程中,由于相机载体的运动、振动、抖动等原因,引起图像模糊,影响后续的目标识别,因此,有必要对图像进行复原处理。提出一种基于刃边函数和最优窗维纳滤波的模糊图像复原算法,通过构建刃边函数来估计点扩散函数,并通过倒频谱方法估计模糊尺度和模糊角度,进而分解得到水平和垂直模糊分量,据此进行图像边缘延拓解决了边缘复原不佳的问题。实验结果表明,所提方法具有优异的复原效果。

基于激光腔增强技术的前向散射能见度仪校准方法研究

为了填补前向散射能见度仪校准的空白,利用激光腔增强技术,搭建了一套开放式能见度校准系统,通过在能见度模拟舱中用气溶胶发生器产生单分散硬脂酸气溶胶颗粒产生模拟能见度环境,实现前向散射能见度仪的校准。与前向散射能见度仪、透射式能见度仪分别在小型模拟舱((长2m×宽1m×高1m))和大型模拟舱(长20m×宽3.5m×高3m)中开展了比对实验,实验结果表明,在100~2000m能见度范围内,与透射式能见度仪的相对误差在5%以内,与前向散射能见度仪的相对误差在10%以内,均具有较好的一致性。这套系统可以用在较小的小型能见度模拟舱中,为前向散射能见度仪的实验室校准提供可行的技术手段。

四探头双光路新型气象能见度仪的研究

介绍了一种技术先进的能见度自动观测仪,这种能见度仪与国内目前的能见度仪相比也是前向散射能见度,由于它采用独特的双光路设计,能消除测量误差并简化校准过程,共有4个探头进行观测,不但保证了观测精度,还提高了可靠性。

能见度测试的系统偏差分析

从能见度定义出发,推导出测试光波长和能见度的关系。对大气衰减特性研究表明,按照常规方法计算能见度会导致系统偏差,这些偏差依赖于测试光源的光谱特性,不同厂家、不同测试方法偏差不同。通过国外的一系列对比实验证明该系统偏差的存在,最后提出了通过研制能见度标准来消除系统误差的解决方案。

相机成像性能对图像法大气能见度测量精度影响的分析

大气能见度对航空、航海、陆上交通、军事活动等均有重要的影响。新兴的图像法测量能见度方法,采用的相机由于成像亮度、动态范围存在误差使得测量的能见度也存在一定误差。详细分析相机拍摄的目标亮度增益误差、目标亮度零点误差、天空背景亮度增益误差和天空背景亮度零点误差引起的能见度测量相对误差,并得到上述4种误差的能见度总相对误差,验证利用图像法进行能见度测量的可行性和有效性。

透射式能见度仪的数学模型与误差分析

为解决大气透射能见度仪的测试精度问题,对透射式能见度仪建立了简单的数学模型,从理论上分析了仪器测试的误差来源;并以提高接收机的稳定性和延长基线为思路提出了一系列提高能见度仪测试精度的解决方案。为了验证该方案的有效性,安排了2套设备在同一地点做了对比测试。测试结果表明:2套参试仪器的测量值总体走向是一致的,在能见度较高且快速变化时,虽然2台设备测试数据出现偏离,但已经达到了气象部门对透射式能见度仪的精度指标的要求,证明了数学模型的有效性。

水雾中1.06μm激光辐射的衰减特性

通过试验研究了1.06μm激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程(MOR)的水雾对1.06μm激光辐射的衰减程度,计算了水雾环境下的1.06μm激光辐射的等效"MOR"。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06μm激光辐射在不同能见度条件下的消光系数。通过对比发现由经验公式计算的消光系数存在明显偏差,尤其是在低能见度条件下。基于试验数据,推导了一种以可见光能见度为输入的消光系数计算公式,对估计云雾环境下近红外光辐射的衰减特性具有重要参考价值。

DNQ1型能见度仪工作原理及维护实例

介绍了目前国内观测业务上广泛使用的DNQ1型前向散射能见度仪的工作原理、算法及安装环境,通过分析尤溪站能见度仪观测数据出现的问题,体现了安装环境与工作人员日常维护的重要性,为保障能见度仪观测数据的准确性和维护保障工作提供参考。

目标板反射对图像法测量能见度的误差分析

大气能见度对航空、航海、路上交通、军事活动等有重要的影响。图像法测量能见度是应用较为广泛的一种方法,但常用的目标物由于本身颜色和表面存在反射使得能见度测量存在一定误差。针对人工目标黑板表面存在反射影响能见度探测精度的问题,通过选取不同基线长度与固定的天空背景亮度,分析人工目标板固有视亮度比在存在不同误差时对能见度测量误差的影响,为日后对人工目标板进行结构改进奠定理论基础,以期提高利用图像法测量大气能见度的精度。

TS型透射表现场使用中的技术问题分析

根据能见度观测原理和现场测试结果，分析并解释了TS型透射表现场使用中的技术问题，提出了正确的安装使用方法，以及TS型透射表的研制改进意见。

公路能见度概念及测量仪器的计量校准原理与方法探讨

本文介绍了公路能见度测量仪器的种类及原理。论证了高速公路能见度定义，并首次提出了道路夜间“能见度”概念和计算方法。同时对公路能见度监测设备的校准原理与检定方法作了详细的论述和探讨。

浅析器测能见度的方法

能见度的好坏直接影响飞行活动,它是判定飞行气象条件的依据之一,也是决定机场开放或关闭的依据之一。该文通过介绍跑道能见度、气象光学视程、跑道视程在航空气象上的定义,简单分析气象自动观测系统(AWOS)测量能见度的方法和技巧,研究三者之间的相互关系,并在科学测量和计算验证的过程中精准探测航空领域的能见度,以利于实际应用。